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Sensirion / Sensorik

Megatrend „Personalisierte Medizin“


Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Der nächste Schritt: Organ-on-a-Chip-Technologien

Als nächster Schritt könnte in Zukunft eine Organ-on-a-Chip-Technologie (OOC) folgen. OOC ist eine hoch-technologische Ausprägung von Zellkulturen. Klassische zweidimensionale Zellkulturen in Petrischalen haben den Nachteil, dass sie weit von der in-vivo-Situation entfernt sind. Um den in-vivo-Verhältnissen näher zu kommen, wurden dreidimensionale Zellkulturen entwickelt. Darin können die Zellen in alle Richtungen wachsen und so die Mikroumgebung in lebendem Gewebe mit den charakteristischen Zelle-Zelle- und Zelle-Matrix-Interaktionen naturgetreuer nachbilden.

Neben den räumlichen Randbedingungen spielen für noch realistischere Modelle auch die mechanischen und chemischen Belastungen eine Rolle. Gewebe wie die Lunge oder das Herz sind klassische Beispiele für Organe, die nur mit Bewegung ihre volle Funktion erfüllen können. Die Gewebebewegung resultiert in Dehnungs- und Kompressionskräften auf die Zellen und die extrazelluläre Matrix. In OOC-Lungenkulturen werden zum Beispiel mittels Vakuumtechnologie Bewegungen erzeugt, die denen der in-vivo-Lunge sehr nahe kommen.

Durch die Kombination verschiedener Gewebetypen ist es sogar möglich, komplette Human-on-a-Chip-Modelle zu generieren, um so auch die metabolischen und physiologischen Effekte von Therapien zu simulieren. 

Hohe Präzision dank Sensorik

Das Zusammenspiel dieser Technologien und Anwendungen hat ein immenses Potential. Die Möglichkeiten scheinen grenzenlos, allerdings kämpfen alle genannten Anwendungen mit ähnlichen Hürden. Sie entstehen aus ihrem eigentlichen Vorteil – der hohen Präzision. Um verlässliche Ergebnisse und somit die Effektivität für die Patienten zu garantieren, müssen alle internen Prozesse der jeweiligen Systeme genauestens definiert, gemessen und kontrolliert werden. Die hohen Anforderungen an die Genauigkeit sowie die Kleinstmengen an Proben, die zur Verfügung stehen, benötigen entsprechende Sensortechnologien, um die Prozesse genauestens steuern zu können.

Diese Sensortechnologien finden sich bei Sensirion wieder. Neben CO2-, PM2.5- und Feuchte- und Temperatursensoren ergänzen Differenzdruck-, Gas- und Flüssigkeitsdurchflusssensoren das Produktportfolio. Ein Beispiel für letzteren ist der LPG10. Mit seinen Maßen von nur 10 x 10 mm2 lässt er sich auch in sehr kleine medizinische Geräte wie etwa Point-of-Care-Geräte integrieren. Neben der exzellenten Biokompatibilität – Glas ist das einzige benetzte Material des Sensors – sprechen das bewährte mikrothermische Messprinzip mit seiner außerordentlichen Genauigkeit und Messgeschwindigkeit bei niedrigsten Flussraten für die Verwendung des LPG10 in den genannten Anwendungen.
 

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  1. Megatrend „Personalisierte Medizin“
  2. Der nächste Schritt: Organ-on-a-Chip-Technologien
  3. Das Messprinzip des mikrothermischen CMOSens-Durchflusssensors

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